CN103410183B

CN103410183B - 一种推土机直线行驶控制方法及系统

Info

Publication number: CN103410183B
Application number: CN201310382685.6A
Authority: CN
Inventors: 张立银; 李凯; 张林振; 胡英华; 王丙云; 赵兴利; 周海岗; 闫东晓
Original assignee: Shantui Chutian Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Shantui Chutian Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2033-08-28
Also published as: CN103410183A

Abstract

本发明公开了一种推土机直线行驶控制方法，包括步骤：1）获取左右侧马达的转速差△n；2）判断是否为左侧马达转速快，若是，则执行步骤3），若否，则执行步骤4）；3）控制左侧液压泵的控制电流减少△i，和/或控制与右侧液压泵的控制电流增加△i；4）控制左侧液压泵的控制电流增加△i，和/或控制右侧液压泵的控制电流减少△i。本发明采用小量逼近原理，在每一扫描周期，快速侧的泵排量减少一个小量△i，和/或慢速侧的泵排量增加一个相同的小量△i，借助于控制器的高速处理能力，短时间就可以达到两侧速度的平衡，并且因为每次纠偏量很小，所以不会产生过调和震荡。本发明还公开了一种具有上述推土机直线行驶控制方法的工程机械。

Description

一种推土机直线行驶控制方法及系统

技术领域

本发明涉及纠偏方法技术领域，更具体地说，涉及一种推土机直线行驶控制方法及系统。

背景技术

用双泵双马达驱动的履带式全液压行走机械通常不设独立的转向系统，其行走方向的控制完全通过调节左右两侧履带的速度来实现。当需要直线行驶时，控制系统给左右两侧液压泵以相同的控制量，使两侧履带有相同的行使速度；而需要转向时，则根据所需的转向角度给左右两侧液压泵以不同的控制量，使两侧履带形成差速而实现转向。

从理论上说，左右两侧的液压元件型号规格相同，泵排量与控制电流（比例电流）的关系为线性关系。但实际上由于制造质量及比例电磁铁固有的非线性因素的影响，理想的线性关系是不存在的。这一非线性加之两侧履带张紧力的差异及地面附着条件不同等因素的综合影响，当机械需要作直线行驶时，即使在相同的给定控制条件下，左右两侧行驶速度仍会产生不一致现象而造成跑偏。

因此，如何保证左右两侧行驶速度一致，改善跑偏现象，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种推土机直线行驶控制方法，以保证左右两侧行驶速度一致，改善跑偏现象；

本发明的另一目的在于提供一种推土机直线行驶控制系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种推土机直线行驶控制方法，包括步骤：

1）获取左侧马达转速和右侧马达转速的转速差△n；

2）判断左侧马达转速快还是右侧马达转速快，若左侧马达转速快，则执行步骤3），若右侧马达转速快，则执行步骤4）；

3）控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流减少△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流增加△i；

4）控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流增加△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流减少△i。

优选地，在上述推土机直线行驶控制方法中，所述步骤1）具体包括步骤：

11）获取左侧马达转速和右侧马达转速的转速差△n；

12）判断转速差△n是否小于允许误差，如果是，则结束，如果否，则执行步骤2）。

11）获取左侧马达转速和右侧马达转速的转速差△n；

12）与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流，以及与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流同时降低一个预留量；

13）判断转速差△n是否小于允许误差，如果是，则结束，如果否，则执行步骤2）。

优选地，在上述推土机直线行驶控制方法中，△i=i/m，其中：

i为当前速度下的转速差△n对应的最大的电流纠偏调节量；

m＞1。

优选地，在上述推土机直线行驶控制方法中，所述预留量大于或等于i/2。

优选地，在上述推土机直线行驶控制方法中，所述步骤2具体为：判断是否左侧马达转速快，若是，则执行步骤3），若否，则执行步骤4）；

或者，判断是否右侧马达转速快，若是，则执行步骤4），若否，则执行步骤3）。

优选地，在上述推土机直线行驶控制方法中，在所述步骤1）之前还包括步骤：

01）在推土机从起步至全速度直线行驶的速度范围中，记录左侧液压泵和右侧液压泵对应的控制电流量变化曲线；

02）左侧液压泵和右侧液压泵按照控制电流量变化曲线工作。

一种推土机直线行驶控制系统，包括：

第一转速传感器，用于检测左侧马达转速；

第二转速传感器，用于检测右侧马达转速；

处理单元，用于计算左侧马达转速和右侧马达转速的转速差△n；

控制单元，在左侧马达转速快时，控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流减少△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流增加△i；在右侧马达转速快时，控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流增加△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流减少△i。

优选地，在上述推土机直线行驶控制系统中，在△n大于或等于允许误差，且左侧马达转速快时，所述控制单元控制左侧液压泵的控制电流减少△i，和/或控制右侧液压泵的控制电流增加△i；

在△n大于或等于允许误差，且右侧马达转速快时，所述控制单元控制左侧液压泵的控制电流增加△i，和/或控制右侧液压泵的控制电流减少△i。

优选地，在上述推土机直线行驶控制系统中，所述控制单元控制左侧液压泵的控制电流以及右侧液压泵的控制电流同时降低一个预留量。

优选地，在上述推土机直线行驶控制系统中，△i=i/m，i为当前速度下的转速差△n对应的最大的电流纠偏调节量；m＞1。

优选地，在上述推土机直线行驶控制系统中，所述预留量大于或等于i/2。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的推土机直线行驶控制方法，采用小量逼近原理，在每一扫描周期，快速侧的泵排量减少一个小量△i，和/或慢速侧的泵排量增加一个相同的小量△i，借助于控制器的高速处理能力，短时间就可以达到两侧速度的平衡，并且因为每次纠偏量很小，所以不会产生过调和震荡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的推土机直线行驶控制方法的结构框图；

图2为本发明另一实施例提供的推土机直线行驶控制方法的结构框图；

图3为本发明又一实施例提供的推土机直线行驶控制方法的结构框图。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种推土机直线行驶控制方法，以保证左右两侧行驶速度一致，改善跑偏现象；

本发明的另一核心在于提供一种推土机直线行驶控制系统。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的推土机直线行驶控制方法的结构框图。

本发明实施例提供的推土机直线行驶控制方法，包括如下步骤：

步骤S101：获取左右马达的当前转速；

具体可通过相应的转速传感器分别检测左侧马达转速和右侧马达转速。

步骤S102：计算左右马达转速差△n；

计算左侧马达转速和右侧马达转速的转速差△n，若左侧马达转速为n1，右侧马达转速为n2，则△n=n1-n2，或者△n=n2-n1。

步骤S103：判断是否为左侧快；

判断是否为左侧马达转速快，若是则执行步骤S104，若否则执行步骤S105。本领域技术人员可以理解的是，也判断是否为右侧马达转速快，若是则执行步骤S105，若否则执行步骤S104。

步骤S104：左泵控制电流减少△i，右泵控制电流增加△i；

控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流减少△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流增加△i。即仅可控制左侧液压泵的控制电流减少△i，也可仅控制右侧液压泵的控制电流增加△i，也可控制左侧液压泵的控制电流减少△i，同时右侧液压泵的控制电流增加△i。

步骤S105：左泵控制电流增加△i，右泵控制电流减少△i；

控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流增加△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流减少△i。即仅可控制左侧液压泵的控制电流增加△i，也可仅控制右侧液压泵的控制电流减少△i，也可控制左侧液压泵的控制电流增加△i，同时右侧液压泵的控制电流减少△i。

上述△i可通过预设条件自动设定，也可根据自学习方式记录并计算得到。

本发明提供的推土机直线行驶控制方法，采用小量逼近原理，在每一扫描周期，快速侧的泵排量减少一个小量△i，和/或慢速侧的泵排量增加一个相同的小量△i，借助于控制器的高速处理能力，短时间就可以达到两侧速度的平衡，并且因为每次纠偏量很小，所以不会产生过调和震荡。

请参阅图2，图2为本发明另一实施例提供的推土机直线行驶控制方法的结构框图。

本发明另一实施例提供的推土机直线行驶控制方法，包括如下步骤：

步骤S201：获取左右马达的当前转速；

步骤S202：计算左右马达转速差△n；

步骤S203：判断｜△n｜是否小于允许误差；

判断转速差△n的绝对值是否小于允许误差，如果是，则结束，如果否，则执行步骤S204。允许误差可预先进行设定，即根据允许的跑偏量，设定该允许误差，以保证跑偏量在安全范围内。

步骤S204：判断是否为左侧快；

判断是否为左侧马达转速快，若是则执行步骤S205，若否则执行步骤S206。本领域技术人员可以理解的是，也判断是否为右侧马达转速快，若是则执行步骤S206，若否则执行步骤S205。

步骤S205：左泵控制电流减少△i，右泵控制电流增加△i；

步骤S206：左泵控制电流增加△i，右泵控制电流减少△i；

本发明实施例与上一实施例的区别在于，增加了允许误差的判定，即在｜△n｜在允许误差范围内时，可不对左右泵排量进行调整，只有在超出允许误差时，才对泵进行调整。

请参阅图3，图3为本发明又一实施例提供的推土机直线行驶控制方法的结构框图。

本发明又一实施例提供的推土机直线行驶控制方法，包括如下步骤：

步骤S301：获取左右马达的当前转速；

步骤S302：计算左右马达转速差△n；

步骤S303：左右泵控制电流同时降低一个预留量；

与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流，以及与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流同时降低一个预留量。在左右泵以最大排量工作时，其相应的控制电流也达到了最大，若在其基础上增加△i已变得不可能，只能对快速侧的液压泵减少△i，纠偏速度较慢。基于此，本发明通过将左右泵控制电流同时降低一个预留量，可以保证慢速侧的液压泵也可以增加△i，同时对快速侧的液压泵减少△i，提高纠偏速度。

步骤S304：判断｜△n｜是否小于允许误差；

判断转速差△n的绝对值是否小于允许误差，如果是，则结束，如果否，则执行步骤S305。允许误差可预先进行设定，即根据允许的跑偏量，设定该允许误差，以保证跑偏量在安全范围内。

步骤S305：判断是否为左侧快；

判断是否为左侧马达转速快，若是则执行步骤S306，若否则执行步骤S307。本领域技术人员可以理解的是，也判断是否为右侧马达转速快，若是则执行步骤S307，若否则执行步骤S306。

步骤S306：左泵控制电流减少△i，右泵控制电流增加△i；

步骤S307：左泵控制电流增加△i，右泵控制电流减少△i；

在本发明一具体实施例中，△i=i/m，其中，i为当前速度下的转速差△n对应的最大的电流纠偏调节量，m＞1。

即增加一个自学习环节保存到一段程序中，具体为：

A、从启动到全速度行驶这个过程，根据当前速度所对应的左右马达的速度差，记录下来对应的最大的电流纠偏调节量i；

B、将最大纠偏调节量i存入可配置参数存储区中，作为该速度的排量预调节量参数；

C、学习成功后，通过参数设置关闭学习程序代码，使之在总程序中不再起作用；

D、总程序运行时，即在小量纠偏过程中，读出此预存参数（即△i），完成正常的程序功能。

在本发明一具体实施例中，预留量大于或等于i/2，即将预留量至少设定为i/2。本发明通过将左右泵控制电流同时至少降低i/2，不但可以保证慢速侧的液压泵也可以增加△i，同时对快速侧的液压泵减少△i，而且还可保证直到两侧速度的平衡，同样可以实现对慢速侧的液压泵也可以增加△i，不至于在增加几次△i后便达到最大值时，不能继续调整的缺陷。

在本发明一具体实施例中，在上述几个实施例的步骤S101，步骤S201以及步骤S301之前还包括步骤：

步骤01：在推土机从起步至全速度直线行驶的速度范围中，记录左侧液压泵和右侧液压泵对应的控制电流量变化曲线；

步骤02：左侧液压泵和右侧液压泵按照控制电流量变化曲线工作。

基于静压传动推土机无级变速的特点，速度不同，机器跑偏情况不同。为此，设定一个初始的自学习环节，记录下来机器在起步至全速度行驶的速度范围中，左右液压泵及马达对应的控制电流量变化曲线，作为一段学习程序保存下来。

依据此程序，在日后正常工作启动中，控制系统则会根据不同的操纵速度要求，相应给予左右泵及马达以不同的控制量，即可保证左右履带有相同的行驶速度值。

综上所述，本发明通过在程序中增加两个自学习环节，并根据于此，在机器正常行驶中予以自动调节。该方法简单，可靠性高，有较高的可行性，可有效改善对推土机直线行驶的控制问题。

本发明实施例提供的推土机直线行驶控制系统，包括第一转速传感器、第二转速传感器、处理单元和控制单元。

其中，第一转速传感器用于检测左侧马达转速，第二转速传感器用于检测右侧马达转速。处理单元用于计算左侧马达转速和右侧马达转速的转速差△n。

控制单元用于在左侧马达转速快时，控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流减少△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流增加△i；在右侧马达转速快时，控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流增加△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流减少△i。

进一步地，在△n大于或等于允许误差，且左侧马达转速快时，所述控制单元控制左侧液压泵的控制电流减少△i，和/或控制右侧液压泵的控制电流增加△i；在△n大于或等于允许误差，且右侧马达转速快时，所述控制单元控制左侧液压泵的控制电流增加△i，和/或控制右侧液压泵的控制电流减少△i。

在本发明一优选方案中，控制单元控制左侧液压泵的控制电流以及右侧液压泵的控制电流同时降低一个预留量。△i=i/m，i为当前速度下的转速差△n对应的最大的电流纠偏调节量；m＞1。优选地，预留量大于或等于i/2。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种推土机直线行驶控制方法，其特征在于，包括步骤：

01)在推土机从起步至全速度直线行驶的速度范围中，记录左侧液压泵及液压马达和右侧液压泵及液压马达对应的控制电流量变化曲线；

02)在日后正常工作启动中，左侧液压泵及液压马达和右侧液压泵及液压马达按照控制电流量变化曲线工作；

1)获取左侧马达转速和右侧马达转速的转速差△n；

所述步骤1)具体包括步骤：

11)获取左侧马达转速和右侧马达转速的转速差△n；

12)与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流，以及与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流同时降低一个预留量；

13)判断转速差△n是否小于允许误差，如果是，则结束，如果否，则执行步骤2)；

2)判断左侧马达转速快还是右侧马达转速快，若左侧马达转速快，则执行步骤3)，若右侧马达转速快，则执行步骤4)；

3)控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流减少△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流增加△i；

4)控制与左侧马达对应的左侧液压泵的控制电流增加△i，和/或控制与右侧马达对应的右侧液压泵的控制电流减少△i。

2.如权利要求1所述的推土机直线行驶控制方法，其特征在于，△i＝i/m，其中：

i为当前速度下的转速差△n对应的最大的电流纠偏调节量；

m＞1。

3.如权利要求2所述的推土机直线行驶控制方法，其特征在于，所述预留量大于或等于i/2。

4.如权利要求1所述的推土机直线行驶控制方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：判断是否左侧马达转速快，若是，则执行步骤3)，若否，则执行步骤4)；

或者，判断是否右侧马达转速快，若是，则执行步骤4)，若否，则执行步骤3)。